CN108613323A - 一种控制室内pm2.5污染的空调器及其控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种控制室内PM2.5污染的空调器，包括第一新风管、第二新风管、第三新风管、回风管、送风管、排风管和热回收器，所述第一新风管内设置有PM2.5浓度感应器，所述第二新风管内依次设置第一初效过滤器、第一中效过滤器、第一电动风阀，所述第三新风管内依次设置第二中效过滤器、第二电动风阀，所述PM2.5浓度感应器分别与第一电动风阀、第二电动风阀连锁控制，所述回风管内依次设置有第二初效过滤器、回风机、回风阀和排风阀，所述送风管内依次设置换热器、双速送风机。本发明可根据不同建筑类型，配置所需风机、过滤器大小以及设备尺寸；且运行控制方便。

Description

一种控制室内PM2.5污染的空调器及其控制方法
技术领域
本发明涉及通风空调技术领域，更具体地说，涉及一种控制室内PM2.5污染的空调器及其控制方法。
背景技术
室内颗粒物污染日益引起人们重视。其中PM2.5(空气动力学直径≤2.5μm)是影响人体健康的重要污染物，由于粒径小，能够进入机体更深处；比表面积大，携带更多有毒有害物质，对人体健康更具有危害性。然而大多数人70％～90％的时间是在室内度过的，随着室外大气污染的加剧，我国室内PM2.5污染问题较为严峻。
空调季节为了调控室内温度，当前大型公共建筑通常设置集中空调系统，一般通过新风过滤手段控制室内PM2.5，过渡季节靠自然通风消除余热、余湿及污染物；对于居住建筑，如住宅普遍设置分体机，需加装新风机或卧室放置空气净化控制室内PM2.5污染。由于室外大气PM2.5实时变化，对新风机或空气净化器的配置要求较高，出投资大。
中国专利(公开号为CN103322628B)公开了一种控制雾霾天室内空气污染的空调箱及其运行方法，拟解决大型集中空调系统在雾霾天气控制室内颗粒物，未能解决随室外大气PM2.5浓度波动进行控制的问题；在冬季雾霾天，该装置在商场、超市等大型公共类建筑中起到了控制作用，然而在过渡季，利用自然通风无法控制室内污染物；同时该集中空调系统无法在居住建筑中使用。
由于一天当中室外PM2.5浓度是实时变化的，特别是不同季节、不同城市波动更为明显；当前的集中空调系统一般通过加装空气过滤器控制PM2.5浓度，由于室外PM2.5浓度波动，空调系统定工况运行未能解决随室外浓度变化进行室内PM2.5污染控制；特别对居住类建筑，由于分体空调无法加装过滤器导致室内污染严重，需要另外设置新风机或者空气净化器组合控制，由于设备的增加，同时初投资及运行费用增加，这种组合控制同样无法实时控制室内PM2.5浓度。在过渡季节，则通过开窗通风降低室内PM2.5浓度，当室外颗粒物浓度较高时，则室内PM2.5浓度无法保证。可见，当前空调系统不能解决不同季节PM2.5实时波动情况控制室内颗粒物浓度。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对上述存在的问题，提供一种控制室内PM2.5污染的空调器，本发明可根据室外不同污染工况，如轻度污染、重度污染、严重污染，通过连锁风阀实现室内PM2.5污染控制，可普遍使用于大型公共建筑、居住类建筑等，本发明可根据不同城市地点、建筑类型，配置所需的风机、过滤器大小以及设备尺寸。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种控制室内PM2.5污染的空调器，包括第一新风管、第二新风管、第三新风管、回风管、送风管、排风管和热回收器，
所述第一新风管内设置有PM2.5浓度感应器，所述第二新风管内依次设置第一初效过滤器、第一中效过滤器、第一电动风阀，所述第三新风管内依次设置第二中效过滤器、第二电动风阀，
所述PM2.5浓度感应器分别与第一电动风阀、第二电动风阀连锁控制，所述回风管内依次设置有第二初效过滤器、回风机、回风阀和排风阀，所述送风管内依次设置换热器、双速送风机，
所述第一新风管分别与第二新风管、第三新风管相连接，第二新风管、第三新风管与热回收器相连接，热回收器还连接回风管、送风管和排风管。
本发明还提供了一种控制室内PM2.5污染的空调器的控制方法，包括如下步骤
S1、过渡季节室外轻度污染工况：
所述PM2.5浓度感应器联动第二电动风阀开启，排风阀开启，第一电动风阀、回风阀关闭；室外新风由所述第一新风管依次经第二中效过滤器、第二电动风阀、热回收器、换热器以及双速送风机送入室内；室内回风由所述回风管依次经第二初效过滤器、回风机、排风阀、热回收器及排风管排出；
S2、过渡季节室外重度污染工况：
所述PM2.5浓度感应器联动第一电动风阀开启，回风阀、排风阀开启，第二电动风阀关闭；室外新风由所述第一新风管依次经第一初效过滤器、第一中效过滤器、第一电动风阀、热回收器，且与所述回风阀部分室内洁净的回风混合后经换热器及双速送风机送入室内；室内回风由所述回风管依次经第二初效过滤器、回风机分两路送风：一路回风与经所述热回收器的新风混合后送入室内，另一路回风经所述排风阀、热回收器及排风管排出。
本发明还提供了另外一种控制室内PM2.5污染的空调器的控制方法，包括如下步骤：
S1、冬夏季节室外轻度污染工况：
所述PM2.5浓度感应器联动第二电动风阀开启，第一电动风阀关闭，同时排风阀开启，回风阀关闭；室外新风由所述第一新风管依次经第二中效过滤器、第二电动风阀，经所述热回收器回收部分排风能量，通过换热器及双速送风机送入室内；室内回风由所述回风管依次经第二初效过滤器、回风机、排风阀、热回收器及排风管排出。
S2、冬夏季节室外重度污染工况：
所述PM2.5浓度感应器联动第一电动风阀开启，第二电动风阀关闭，为了空调节能，回风阀、排风阀开启；室外新风由所述第一新风管依次经第一初效过滤器、第一中效过滤器、第一电动风阀，经热回收器回收部分能量，与回风阀部分室内洁净的回风混合后经所述换热器及双速送风机送入室内；室内回风由所述回风管依次经第二初效过滤器、回风机分两路送风：一路回风与所述经热回收器的新风混合后送入室内，另一路回风经所述排风阀、热回收器以及排风管排出。
本发明还提供了另外一种控制室内PM2.5污染的空调器的控制方法，包括如下步骤：
S1、在室外重度污染工况，所述双速送风机开启高速运行，其压头承担第一初效过滤器、第一中效过滤器、第一电动风阀、热回收器、换热器、第二新风管及送风管的阻力；
S2、在室外严重污染工况，所述双速送风机开启高速运行，其压头承担第二初效过滤器、回风阀、换热器、回风管及送风管的阻力。
实施本发明的一种控制室内PM2.5污染的空调器及其控制方法，具有以下有益效果：
1、可根据室外逐时PM2.5浓度，改变运行工况，控制室内颗粒物浓度；
2、本发明设置双风机，可根据不同运行工况改变风机转速，节约能源；
3、本发明可根据不同建筑类型，配置所需风机、过滤器大小以及设备尺寸；且运行控制方便。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明一种控制室内PM2.5污染的空调器及其控制方法的结构示意图；
图2是与本发明控制室内PM2.5污染的空调器与传统空调系统对比图示。
图中：1、PM2.5浓度感应器，2-1、第一初效过滤器，2-2、第二初效过滤器，3-1、第一中效过滤器，3-2、第二中效过滤器，4-1、第一电动风阀，4-2、第二电动风阀，5、热回收器，6-1、回风阀，6-2、排风阀，7、换热器，8-1、回风机，8-2双速送风机，9、第一新风管，10-1、第二新风管，10-2、第三新风管，11、回风管，12、送风管，13、排风管。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本发明的具体实施方式。
如图1-2所示，本发明的一种控制室内PM2.5污染的空调器包括第一新风管9、第二新风管10-1、第三新风管10-2、回风管11、送风管12、排风管13和热回收器5；
第一新风管9内设置有PM2.5浓度感应器1，第二新风管10-1内依次设置第一初效过滤器2-1、第一中效过滤器3-1、第一电动风阀4-1，第三新风管10-2内依次设置第二中效过滤器3-2、第二电动风阀4-2，PM2.5浓度感应器1分别与第一电动风阀4-1、第二电动风阀4-2连锁控制，
回风管11内依次设置有第二初效过滤器2-2、回风机8-1、回风阀6-1和排风阀6-2，送风管12内依次设置换热器7、双速送风机8-2；
第一新风管9分别与第二新风管10-1、第三新风管10-2相连接；第二新风管、第三新风管与热回收器相连接，热回收器5还连接回风管11、送风管12和排风管13。
根据不同的季节和需求，本发明控制室内PM2.5污染的空调器具有如下的多种控制方法：
S1、过渡季节室外轻度污染工况，包括如下步骤：
PM2.5浓度感应器1联动第二电动风阀4-2开启，排风阀6-2开启，第一电动风阀4-1、回风阀6-1关闭；室外新风由第一新风管9依次经第二中效过滤器3-2、第二电动风阀4-2、热回收器5、换热器7以及双速送风机8-2送入室内；室内回风由回风管11依次经第二初效过滤器2-2、回风机8-1、排风阀6-2、热回收器5及排风管13排出。
S2、过渡季节室外重度污染工况，包括如下步骤：
PM2.5浓度感应器1联动第一电动风阀4-1开启，回风阀6-1、排风阀6-2开启，第二电动风阀4-2关闭；室外新风由第一新风管9依次经第一初效过滤器2-1、第一中效过滤器3-1、第一电动风阀4-1、热回收器5，且与回风阀6-1部分室内洁净的回风混合后经换热器7及双速送风机8-2送入室内。室内回风由回风管11依次经第二初效过滤器2-2、回风机8-1分两路送风：一路回风与经热回收器5的新风混合后送入室内，另一路回风经排风阀6-2、热回收器5及排风管13排出。
S3、冬夏季节室外轻度污染工况，包括如下步骤：
PM2.5浓度感应器1联动第二电动风阀4-2开启，第一电动风阀4-1关闭，同时排风阀6-2开启，回风阀6-1关闭；室外新风由第一新风管9依次经第二中效过滤器3-2、第二电动风阀4-2，经热回收器5回收部分排风能量，通过换热器7及双速送风机8-2送入室内。室内回风由回风管11依次经第二初效过滤器2-2、回风机8-1、排风阀6-2、热回收器5及排风管13排出。
S4、冬夏季节室外重度污染工况，包括如下步骤：
PM2.5浓度感应器1联动第一电动风阀4-1开启，第二电动风阀4-2关闭，为了空调节能，回风阀6-1、排风阀6-2开启；室外新风由第一新风管9依次经第一初效过滤器2-1、第一中效过滤器3-1、第一电动风阀4-1，经热回收器5回收部分能量，与回风阀6-1部分室内洁净的回风混合后经换热器7及双速送风机8-2送入室内。室内回风由回风管11依次经第二初效过滤器2-2、回风机8-1分两路送风：一路回风与经热回收器5的新风混合后送入室内，另一路回风经排风阀6-2、热回收器5以及排风管13排出。
S5、室外严重污染工况，包括如下步骤：
室外严重污染工况，PM2.5浓度感应器1联动第一电动风阀4-1、第二电动风阀4-2关闭，同时排风阀6-2关闭，回风阀6-1开启，回风机8-1关闭；室内回风由回风管11依次经第二初效过滤器2-2、回风阀6-1、换热器7及双速送风机8-2送入室内，运行内循环控制室内PM2.5浓度。
实施例一：某房间采用本发明控制室内PM2.5污染的空调器在过渡季节运行，该房间面积100m2，层高3.0m，新风量为Qf＝80m3/h，回风量为Qh＝520m3/h，总风量为Qz＝600m3/h；室内PM2.5控制浓度不超过0.075mg/m3，第一初效过滤器2-1为10％，第二初效过滤器2-2PM2.5过滤效率为30％，第一中效过滤器3-1、第二中效过滤器3-2PM2.5过滤效率为50％。本发明在运行期间，室外PM2.5浓度在0.1-0.5mg/m3之间变化。图2为本发明与传统净化空调系统室内PM2.5浓度值对比图，可见，本发明的室内PM2.5浓度低于传统净化空调系统，对室内PM2.5浓度控制起到较好的过滤作用，当室外PM2.5浓度在0.1-0.37mg/m3之间变化时，开启过渡季节室外重度污染工况；当室外PM2.5浓度在0.37-0.5mg/m3之间变化时，开启室外严重污染工况，室内PM2.5浓度可满足不超过0.075mg/m3要求。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种控制室内PM2.5污染的空调器，其特征在于，包括第一新风管、第二新风管、第三新风管、回风管、送风管、排风管和热回收器，所述第一新风管内设置有PM2.5浓度感应器，所述第二新风管内依次设置第一初效过滤器、第一中效过滤器、第一电动风阀，所述第三新风管内依次设置第二中效过滤器、第二电动风阀，所述PM2.5浓度感应器分别与第一电动风阀、第二电动风阀连锁控制，
所述回风管内依次设置有第二初效过滤器、回风机、回风阀和排风阀，所述送风管内依次设置换热器、双速送风机，
所述第一新风管分别与第二新风管、第三新风管相连接，第二新风管、第三新风管与热回收器相连接，热回收器还连接回风管、送风管和排风管。
2.根据权利要求1的一种控制室内PM2.5污染的空调器的控制方法，其特征在于，
S1、过渡季节室外轻度污染工况：
所述PM2.5浓度感应器联动第二电动风阀开启，排风阀开启，第一电动风阀、回风阀关闭；室外新风由所述第一新风管依次经第二中效过滤器、第二电动风阀、热回收器、换热器以及双速送风机送入室内；室内回风由所述回风管依次经第二初效过滤器、回风机、排风阀、热回收器及排风管排出；
S2、过渡季节室外重度污染工况：
所述PM2.5浓度感应器联动第一电动风阀开启，回风阀、排风阀开启，第二电动风阀关闭；室外新风由所述第一新风管依次经第一初效过滤器、第一中效过滤器、第一电动风阀、热回收器，且与所述回风阀部分室内洁净的回风混合后经换热器及双速送风机送入室内；室内回风由所述回风管依次经第二初效过滤器、回风机分两路送风：一路回风与经所述热回收器的新风混合后送入室内，另一路回风经所述排风阀、热回收器及排风管排出。
3.根据权利要求1的一种控制室内PM2.5污染的空调器的控制方法，其特征在于，
S1、冬夏季节室外轻度污染工况：
所述PM2.5浓度感应器联动第二电动风阀开启，第一电动风阀关闭，同时排风阀开启，回风阀关闭；室外新风由所述第一新风管依次经第二中效过滤器、第二电动风阀，经所述热回收器回收部分排风能量，通过换热器及双速送风机送入室内；室内回风由所述回风管依次经第二初效过滤器、回风机、排风阀、热回收器及排风管排出。
S2、冬夏季节室外重度污染工况：
所述PM2.5浓度感应器联动第一电动风阀开启，第二电动风阀关闭，为了空调节能，回风阀、排风阀开启；室外新风由所述第一新风管依次经第一初效过滤器、第一中效过滤器、第一电动风阀，经热回收器回收部分能量，与回风阀部分室内洁净的回风混合后经所述换热器及双速送风机送入室内；室内回风由所述回风管依次经第二初效过滤器、回风机分两路送风：一路回风与所述经热回收器的新风混合后送入室内，另一路回风经所述排风阀、热回收器以及排风管排出。
4.根据权利要求1的一种控制室内PM2.5污染的空调器的控制方法，其特征在于，
S1、在室外重度污染工况，所述双速送风机开启高速运行，其压头承担第一初效过滤器、第一中效过滤器、第一电动风阀、热回收器、换热器、第二新风管及送风管的阻力；
S2、在室外严重污染工况，所述双速送风机开启高速运行，其压头承担第二初效过滤器、回风阀、换热器、回风管及送风管的阻力。
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